Question

【題目】碳和氮的化合物在生產生活中廣泛存在。回答下列問題：

（1）①氯胺（NH2Cl）的電子式為_______。

②工業上可利用Cl2和NH3反應制備氯胺，該反應的化學方程式為_______。

（2）一定條件下，不同物質的量的CO2與不同體積的1.0 mol·L-1 NaOH溶液充分反應放出的熱量如下表所示：

反應序號	CO2的物質的量/mol	NaOH溶液的體積/L	放出的熱量/kJ
1	0.5	0.75	x
2	1.0	2.00	y

該條件下CO2與NaOH溶液反應生成NaHCO3的熱化學反應方程式為__________。

（3）用焦炭還原NO的反應為：2NO(g) + C(s) N2(g) + CO2(g)，向容積均為1 L的甲、乙、丙三個恒溫（反應溫度分別為400 ℃、T ℃、400 ℃）容器中分別加入足量的焦炭和一定量的NO，測得各容器中n(NO)隨反應時間t的變化情況如下表所示：

t/min	0	40	80	120	160
n(NO)（甲容器）/mol	2.00	1.50	1.10	0.80	0.80
n(NO)（乙容器）/mol	2.00	1.45	1.00	1.00	1.00
n(NO)（丙容器）/ml	1.00	0.80	0.65	0.53	0.45

①甲容器中，0~40 min內用NO的濃度變化表示的平均反應速率v(NO)=_________。

②該反應的ΔH___0 (填“＞”或“＜”)。

③丙容器達到平衡時，NO的轉化率為___________。

（4）常溫下，在NH4HCO3溶液中，c(NH4+)________c(HCO3-) (填“＞”、“＜”或“＝”)；反應NH4+＋HCO3-＋H2O NH3·H2O＋H2CO3的平衡常數K＝__________。(已知常溫下，NH3·H2O的電離平衡常數Kb ＝ 2×10－5，H2CO3的電離平衡常數Ka1 ＝ 4×10－7，Ka2 ＝ 4×10－11)

Answer 1

【答案】 NH3＋Cl2=NH2Cl＋HCl CO2（g）+NaOH（aq）＝NaHCO3 (aq) 　ΔH ＝ -（4x-y）kJ·mol-1

或CO2（g）+OH-（aq）＝HCO3-(aq) 　ΔH ＝ -（4x-y）kJ·mol-1 0.0125molL-1min-1 ＜ 60% ＞ 1.25×10－3（1.3×10－3或1×10－3或其它合理答案）

【解析】（1）①NH2Cl是共價化合物，存在NH鍵和NCl，電子式為：；②根據原子守恒，Cl2和NH3反應生成NH2Cl和HCl，化學方程式為：NH3＋Cl2=NH2Cl＋HCl。

（2）由已知得：①CO2（g）+2NaOH（aq）＝Na2CO3(aq)+H2O（l） ΔH＝y kJmol-1

②2CO2（g）+3NaOH（aq）＝Na2CO3(aq)+NaHCO3(aq)+H2O（l） ΔH ＝4x kJ·mol-1

由蓋斯定律，②①得：CO2（g）+NaOH（aq）＝NaHCO3(aq) ΔH＝（4xy）kJ·mol-1

（3）①甲容器中，0~40 min內用NO的濃度變化表示的平均反應速率ν(NO)= molL-1min-1=0.0125molL-1min-1。②由表中甲、乙兩容器0~40 min內NO的濃度變化比較可得：T>400；由表中甲、乙兩容器NO的平衡濃度比較可得：升高溫度，NO轉化率降低，故正反應放熱，ΔH<0。③丙和甲的溫度相同，根據2NO(g) + C(s) N2(g) + CO2(g)，反應前后氣體體積不變，相同溫度下丙和甲為等效平衡，故丙平衡時NO的物質的量為甲平衡時的一半，為0.40mol，所以丙容器達到平衡時，NO的轉化率為： =60%。

（4）因為Kb>Ka1>Ka2，KKh=Kw，所以NH4HCO3溶液中，NH4+的水解程度小于HCO3-的水解程度，故c(NH4+)＞c(HCO3-)；NH4+＋HCO3-＋H2ONH3·H2O＋H2CO3平衡常數K= = =1.25×10-3。